红曲紫薯酒发酵工艺的研究

刘婧

【摘 要】本文以紫薯作为原料，结合福建闽派黄酒的酿造工艺，采用红曲酿造，优化了红曲紫薯酒的生产工艺，通过正交实验确定最优水平。最优发酵条件为：经酶解预处理后的紫薯汁，添加0.10%酵母、10%红曲在20 ℃发酵20天所得红曲紫薯酒感官品质最好。最优条件下，红曲紫薯酒总糖3.25 g/L，非糖固形物4.8 g/L，酒精度8.4% vol，pH=3.84，总酸4.30 g/L，氨基酸态氮0.75 g/L。

【关键词】紫薯；红曲；发酵

一、引言

紫薯（Solanum tuberosum）又叫黑薯，薯肉呈紫色至深紫色。它除了具有普通红薯的功能性营养成分外，因其含有十分丰富的花青素类色素、硒、多糖、植物蛋白、维生素和矿物质等多种营养成分，而成为当前农产品研究和开发的热点。我国虽是世界甘薯最大供应地，但是只有40%用于人类消费和工业用途，其余的都用作动物饲料。

红曲，是一种天然食品添加剂，也一直是一种药食两用的产品。红曲含有多种氨基酸和不饱和脂肪酸，多种酶与糖，尤其功能性成分Monacolin K，能够有效抑制胆固醇合成，调节人体异常血脂，降低血压，防止动脉粥样硬化，保护肾脏，预防癌症。红曲代谢能够产生大量乙酸、丙酸、丁酸等有机酸类，以及β-苯乙醇、异丁醇、正丙醇、异戊醇等对酒类风味影响较为明显的物质，添加红曲的酒液能获得更好更持久的香气，因此红曲非常适合酒类发酵。福建省具有悠久的红曲黄酒酿造历史，酿造工艺相对完善，对于开发酿酒新原料，新工艺具有良好的理论和技术基础。以紫薯为原料生产出的紫薯酒，以其优良的感官特性和抗氧化、预防心脑血管疾病、降低血糖等保健功能表现出极大的发展潜力。

闽派黄酒以红曲为其特色菌种，生产出的黄酒具有悦人的色泽和香气，且兼具保健功能。因此本文在传统闽派黄酒工艺基础上改良原料，以紫薯代替大米为主要原料，添加红曲进行发酵，探索新型保健酒开发的可能性。

二、材料与方法

（一）实验材料与设备

（1）材料

紫薯 市售

α-淀粉酶（酶活力>3700 u/g）

果胶酶（酶活力 30000 u/g）

糖化酶（酶活力>105 u/g）

柠檬酸

分析纯安琪酵母 市售

红曲 市售

葡萄糖、硫酸铜、酒石酸钾钠、硫酸亚铁、次甲基蓝、氢氧化钠、甲基红、盐酸、甲醛均为国药分析纯

（2） 实验仪器、设备

AB 204电子天平 上海台衡仪器仪表有限公司

Delta320酸度计 上海摩速科学器材有限公司

恒温水浴锅 成都赛可隆机械设备有限公司

（二）实验方法

（1） 工艺流程

紫薯蒸熟→加水打浆→淀粉酶液化→果胶酶水解→糖化酶糖化→过滤→清汁发酵→添加红曲和酵母→发酵→倒罐→灭菌→装罐

（2）酶解处理

紫薯蒸熟与水1：1混合打浆，之后依次用α-淀粉酶在pH=5.8，70 ℃下处理85min，添加量5.6 u/g；果胶酶在pH=4.8，65 ℃水解12 min，添加量15 u/g；糖化酶在pH=4.8 60 ℃下处理53 min，添加量180 u/g。

（3）最佳发酵工艺的研究

1.不同发酵时间对主发酵的影响

将酶解好的紫薯汁添加添加10%的红曲，0.10%酵母，在20 ℃发酵5天、10天、15天、20天、25天、30天，以酒精度和总糖含量作为指标，研究发酵时间对主发酵的影响。

2.不同温度对主发酵的影响

将酶解好的紫薯汁添加10%的红曲，0.10%酵母，分别在16 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃，35 ℃发酵30天，以酒精度和总糖含量作为指标，研究温度对主发酵的影响。

3.不同酵母添加量对主发酵的影响

将酶解好的紫薯汁分别添加0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的酵母，在20 ℃发酵30天，以酒精度和糖含量作为指标研究不同酵母添加量对主发酵的影响。

4.不同红曲添加量对主发酵的影响

将酶解好的紫薯汁分别添加5%、10%、15%、20%、25%红曲，在20 ℃发酵30天，以酒精度和糖含量作为指标研究不同红曲添加量对主发酵的影响。

5.最佳发酵工艺参数正交试验

根据单因素实验结果进行四因素三水平的正交试验，得出最优工艺参数。

6.指标的测定

按照GB/T 13662-2008中规定的方法测定样品理化指标。

7.红曲紫薯酒感官评定

根据酒的外观、香气、口味和风格对红曲紫薯酒的感官进行评价，随机将样品分给10名实验室人员进行品评，每项满分10分，总分40分。最后分数为总分平均得分，评定标准见表1：

表1 红曲紫薯酒感官评定标准

Table 1 The sensory evaluation standard of red starter and purple sweet potato wine

三、结果与讨论

（一）不同发酵时间对发酵效果的影响

表2 发酵时间对发酵效果的影响

Table 2 The influence of fermentant time on the effect of fermentation

由图2可知，酒样总糖含量在发酵前10天迅速下降至4.36 g/L，之后随着发酵天数的增加略有下降但基本稳定在3g/L左右；酒精度随着发酵天数增加而增加，第20天时达到最大值7.2% vol，之后酒精度随着发酵结束略有下降；pH值在第10天迅速下降至3.68之后稍上升至3.93，发酵第30天降至3.77，下降幅度不大。

发酵5天、10天、15天、20天、25天、30天的酒样感官评分分别为：14分、20分、26分、32分、34分、28分，因此发酵时间宜选择在20-25天。

（二）不同发酵温度对发酵效果的影响

表3 不同发酵温度对发酵效果的影响（如下表）

Table 3 The influence of different fermentation temperature effect on fermentation

由表3可知，酒样总糖含量在25 ℃以下随着温度的升高而降低，酵母繁殖加快，总糖利用率高，酒精度随之升高；超过25 ℃酒样总糖含量开始有所回升，酒精度开始下降。16 ℃和20 ℃时酒样色泽艳丽，香气柔和，且口感清爽；温度超过25 ℃酒样pH下降，开始产生一点酸味，pH值下降，超过30℃酒体发酵过快，使得酒液酸味过大，影响口感，发酵温度过高不利于酒样香气的形成。

发酵温度为16℃、20℃、25℃、30℃、35℃的酒样感官评分分别为：30分、33分、26分、25分、28分、28分。因此发酵温度以16 ℃～20 ℃为宜。

（三）不同酵母添加量对发酵效果的影响

表4不同酵母添加量对发酵效果的影响

Table 4 The influence of different yeast addition amount on the effect of fermentation

由表4可知，酵母添加量0.05%的酒样酒味不足，口感略淡；酵母添加量0.10%的酵母在发酵结束后产生的酒精度最大，酒样酸度适中，香气纯正；酵母添加量0.15%的酒样口味偏酸，香气不纯净；添加量超过0.20%，酵母将糖分主要用于自身生长，酒精产量减少，酒度降低，香气较杂，口感偏酸，因此酵母添加量以0.10%为宜。

（四）不同红曲添加量对发酵效果的影响

表5 不同红曲添加量对发酵效果的影响

Table 5 The influence of different red starter addition amount on the effect of fermentation

由表5可知，红曲添加量5%的酒样发酵缓慢，酒味较淡，口感偏酸；红曲添加量为10%的酒样具有较悦目的色泽，酒味适中，口感平衡；红曲添加量超过15%之后酒样酒味较浓，但是随着红曲添加量的增大，红曲颜色逐渐加深，红曲味盖过紫薯香气，且酒味发涩发苦，故选择红曲添加量为10%为宜。

（五）正交试验

根据上述单因素实验得出的结果进行正交试验，结果如表6：

表6 发酵工艺正交试验

表7 方差分析表

由表6、表7可知，发酵温度对红曲紫薯酒发酵效果影响最为显著，最优工艺参数为B2D2A1C2，即酵母添加量0.10%，红曲添加量10%，发酵时间20天，发酵温度20 ℃。

（六）发酵工艺的验证

对最优发酵工艺生产出的红曲紫薯酒各项指标进行测定，所得结果如下：

总糖3.25 g/L，非糖固形物4.8 g/L，酒精度8.4% vol，pH=3.84，总酸4.30 g/L，氨基酸态氮0.75 g/L。

以上指标符合低度保健酒的品质要求，且具有悦目的色泽和柔净醇和的口感与愉悦的香气，酒体协调，能够满足消费者对此类酒品的要求，具有一定市场竞争潜力。

四、总结

本研究以紫薯为原料，通过用α-淀粉酶、果胶酶、糖化酶依次对紫薯浆液进行酶解，采用纯液态发酵；研究酵母和红曲添加量、发酵温度、发酵时间对红曲紫薯酒发酵过程的影响，优化红曲紫薯酒发酵工艺，最后得出：经预处理后的紫薯汁，添加0.10%酵母、10%红曲在20 ℃发酵20天所得红曲紫薯酒感官品质最好，并研究了发酵过程中主要指标的变化规律。最优条件下，红曲紫薯酒总糖3.25 g/L，非糖固形物4.8 g/L，酒精度8.4% vol，pH=3.84，总酸4.30 g/L，氨基酸态氮0.75 g/L。

红曲紫薯酒色泽鲜艳，香气典雅，口感清爽，酒精度低，纯天然无添加，良好的抗氧化能力，增加了其保健功能，正好符合了市场低度保健饮料酒的需求，具有十分广阔的市场前景。另外，红曲紫薯酒原料易得，将其结合闽派黄酒瑰宝-红曲，并在传统黄酒酿造工艺基础上进行改进，不增加设备，利于规模化生产。

参考文献：

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